[發(fā)明專利]一種高性能超低碳鎂碳材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810445298.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN108585896A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬北越;蘇暢;張亞然;任鑫明;于敬雨;石明東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州佳耐材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;C04B35/04
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

一種高性能超低碳鎂碳材料的制備方法，屬于鋼鐵冶金用耐火材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以納米碳源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天然石墨，將SiO₂基天然礦物或廢渣與納米碳源充分混勻后，置于高溫爐中，在惰性氣氛下合成碳化硅?氧化物復(fù)合微粉；然后按照一定的配比，將碳化硅?氧化物復(fù)合微粉添加到超低碳鎂材料原料中充分混合，經(jīng)成型、干燥、高溫?zé)崽幚砗螅玫郊{米碳源和碳化硅?氧化物復(fù)合微粉改善的超低碳鎂碳坩堝和磚型材料；最后，采用靜態(tài)坩堝法進(jìn)行抗渣性實(shí)驗(yàn)，在熱震實(shí)驗(yàn)爐中測(cè)試其抗熱震性。該方法在降低鎂碳材料碳含量的前提下，改善了其抗渣性和抗熱震性，達(dá)到了煉鋼和連鑄工藝對(duì)相關(guān)耐火材料部件的質(zhì)量要求。工藝簡(jiǎn)便易行，易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金用耐火材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高性能超低碳鎂碳材料的制備方法，具體是指一種添加納米碳源和碳化硅-氧化物復(fù)合微粉改善超低碳鎂碳材料抗渣性和抗熱震性。

背景技術(shù)

在鋼鐵冶金領(lǐng)域，鎂碳材料因具有優(yōu)異的高溫性能，被廣泛應(yīng)用在鋼包、轉(zhuǎn)爐和電爐等冶金內(nèi)襯。然而傳統(tǒng)鎂碳材料在冶煉高質(zhì)量潔凈鋼時(shí)，引起嚴(yán)重的鋼水增碳問題，因此，開發(fā)超低碳鎂碳材料已成為鋼鐵冶金的研究重點(diǎn)。

然而，碳含量降低以后，鎂碳材料的熱導(dǎo)率下降，彈性模量增大，使得鋼水及鋼渣與材料的濕潤(rùn)性增強(qiáng)，從而降低了鎂碳材料的抗渣侵蝕性和抗熱震性。

納米碳源具有超細(xì)的粒度，良好的高分散性，以納米碳源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天然石墨，可有效提高超低碳鎂碳材料的抗熱震性。

SiC具有良好的耐高溫性能，由SiO₂基天然礦物或廢渣制備的碳化硅-氧化物復(fù)合微粉，添加到超低碳鎂碳材料中，可大幅度改善超低碳鎂碳材料的抗熱震和抗渣侵蝕性。

發(fā)明內(nèi)容

在降低MgO-C耐火材料含碳量的前提下，增強(qiáng)耐火材料的抗熱震性和抗渣侵蝕性，本發(fā)明提出了一種高性能超低碳鎂碳材料的制備方法。

本發(fā)明先將SiO₂基天然礦物或廢渣、納米碳源充分混勻后，在保護(hù)氣氛下合成碳化硅-氧化物復(fù)合微粉；然后按照一定的配比，將碳化硅-氧化物復(fù)合微粉與電熔鎂砂細(xì)粉充分混勻，按照鎂碳耐火制品的生產(chǎn)方法，經(jīng)成型、干燥、高溫?zé)崽幚砗螅玫礁咝阅艹吞兼V碳材料。

一種高性能超低碳鎂碳材料的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

步驟1：碳化硅-氧化物復(fù)合微粉的合成

(1)將SiO₂基天然礦物或廢渣與納米碳源充分球磨混勻；SiO₂基天然礦物或廢渣與碳源的質(zhì)量配比，應(yīng)根據(jù)原料的純度和碳熱還原反應(yīng)需要的碳量計(jì)算，為促進(jìn)碳熱還原反應(yīng)充分進(jìn)行，通常加入過量的碳源。

(2)將混勻后的原料放入高溫爐內(nèi)于充分進(jìn)行碳熱還原反應(yīng)，在惰性氣氛下合成碳化硅-氧化物復(fù)合微粉。

(3)碳化硅-氧化物復(fù)合微粉隨爐冷卻后，于700℃空氣條件下保溫2h，以去除多余的碳；

步驟2：納米碳源和碳化硅-氧化物復(fù)合微粉改善的超低碳鎂碳材料的制備

(1)將電熔鎂砂、納米碳源、碳化硅-氧化物復(fù)合微粉、酚醛樹脂按照(92％～95％)：(1％～2％)：(3％～7％)：1％的配比混合均勻；

(2)將混勻后的原料壓制成坩堝和磚型素坯；

(3)將坩堝于120℃下充分干燥后，于1200～1600℃惰性或還原氣氛下熱處理2～8h。

步驟3：熱處理后的納米碳源和碳化硅-氧化物復(fù)合微粉改善的超低碳鎂碳材料抗渣性的測(cè)試

(1)將1kg爐渣置于納米碳源和碳化硅-氧化物復(fù)合微粉改善的超低碳鎂碳坩堝中；